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Mapping soil organic carbon storage in deep soil horizons of Amazonian Podzols / Mapeamento do estoque de carbono orgânico em horizontes profundos de Espodossolos da AmazôniaPereira, Osvaldo José Ribeiro 19 January 2016 (has links)
The Podzols of the world are divided into intra-zonal and zonal according to then location. Zonal Podzols are typical for boreal and taiga zone associated to climate conditions. Intra-zonal podzols are not necessarily limited by climate and are typical for mineral poor substrates. The Intra-zonal Podzols of the Brazilian Amazon cover important surfaces of the upper Amazon basin. Their formation is attributed to perched groundwater associated to organic matter and metals accumulations in reducing/acidic environments. Podzols have a great capacity of storing important amounts of soil organic carbon in deep thick spodic horizons (Bh), in soil depths ranging from 1.5 to 5m. Previous research concerning the soil carbon stock in Amazon soils have not taken into account the deep carbon stock (below 1 m soil depth) of Podzols. Given this, the main goal of this research was to quantify and to map the soil organic carbon stock in the region of Rio Negro basin, considering the carbon stored in the first soil meter as well as the carbon stored in deep soil horizons up to 3m. The amount of soil organic carbon stored in soils of Rio Negro basin was evaluated in different map scales, from local surveys, to the scale of the basin. High spatial and spectral resolution remote sensing images were necessary in order to map the soil types of the studied areas and to estimate the soil carbon stock in local and regional scale. Therefore, a multi-sensor analysis was applied with the aim of generating a series of biophysical attributes that can be indirectly related to lateral variation of soil types. The soil organic carbon stock was also estimated for the area of the Brazilian portion of the Rio Negro basin, based on geostatistical analysis (multiple regression kriging), remote sensing images and legacy data. We observed that Podzols store an average carbon stock of 18 kg C m-2 on the first soil meter. Similar amount was observed in adjacent soils (mainly Ferralsols and Acrisols) with an average carbon stock of 15 kg C m-2. However if we take into account a 3 m soil depth, the amount of carbon stored in Podzols is significantly higher with values ranging from 55 kg C m-2 to 82 kg C m-2, which is higher than the one stored in adjacent soils (18 kg C m-2 to 25 kg C m-2). Given this, the amount of carbon stored in deep soil horizons of Podzols should be considered as an important carbon reservoir, face a scenario of global climate change / Os Espodossolos podem ser divididos em zonais e intrazonais de acordo com área onde ocorrem. Os Espodossolos zonais são típicos de áreas boreais e taiga, delimitados por condições climáticas. Já os intrazonais não são condicionados pelo clima. Os Espodossolo intrazonais brasileiros ocupam uma grande extensão da alta bacia amazônica, tendo sua formação atribuída à ocorrência de lençóis freáticos suspensos associados à acumulação de complexos organometálicos em ambientes ácidos redutores. Esses solos tem a capacidade de estocar grandes quantidades de carbono orgânico em horizontes espódicos profundos (Bh), em profundidades que podem variar de 1,5m a 5m. Pesquisas atuais relacionadas ao estoque de carbono em solos amazônicos, não levam em consideração os estoques encontrados no horizonte Bh (abaixo de 1m de profundidade). Sendo assim, o principal objetivo da presente pesquisa foi quantificar e mapear o estoque de carbono nos solos da bacia do Rio Negro, tendo-se em vista aquele estocado no primeiro metro de solo, bem como o carbono armazenado em até 3m de profundidade. A quantidade de carbono orgânico estocado nos solos da bacia do Rio Negro foi estimada em diferentes escalas de mapeamento, desde mapas locais até a escala da bacia do Rio Negro. Imagens de sensoriamento remoto de alta resolução espacial e espectral foram essenciais para viabilizar o mapeamento dos solos nas áreas estudadas e permitir a estimativa do estoque de carbono. Uma análise multisensor foi adotada buscando-se gerar informações biofísicas indiretamente associadas à variação lateral dos tipos de solo. Após o mapeamento do estoque de carbono em escala regional, partiu-se para a estimativa na escala da bacia do Rio Negro, com base em análise geoestatística (krigagem por regressão linear), imagens de sensoriamento remoto e base de dados de domínio público. Após o mapeamento do estoque de carbono na escala da bacia, constatou-se que os Espodossolos têm um estoque médio de 18 kg C m-2, para 1m de profundidade, valor similar ao observado em solos adjacentes (Latossolos e Argissolos) os quais tem um estoque de 15 kg C m-2. Quando são considerados os estoques profundos, até 3m, a quantidade de carbono dos Espodossolos é superior com valores variando de 55 kg C m-2 a 82 kg C m-2. Estoque relativamente maior que aquele observado em solos adjacentes para esta profundidade (18 kg C m-2 a 25 kg C m-2). Portanto, o estoque de carbono profundo dos Espodossolos, não deve ser negligenciado levando-se em conta cenários futuros de mudanças climáticas
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Mapping soil organic carbon storage in deep soil horizons of Amazonian Podzols / Mapeamento do estoque de carbono orgânico em horizontes profundos de Espodossolos da AmazôniaOsvaldo José Ribeiro Pereira 19 January 2016 (has links)
The Podzols of the world are divided into intra-zonal and zonal according to then location. Zonal Podzols are typical for boreal and taiga zone associated to climate conditions. Intra-zonal podzols are not necessarily limited by climate and are typical for mineral poor substrates. The Intra-zonal Podzols of the Brazilian Amazon cover important surfaces of the upper Amazon basin. Their formation is attributed to perched groundwater associated to organic matter and metals accumulations in reducing/acidic environments. Podzols have a great capacity of storing important amounts of soil organic carbon in deep thick spodic horizons (Bh), in soil depths ranging from 1.5 to 5m. Previous research concerning the soil carbon stock in Amazon soils have not taken into account the deep carbon stock (below 1 m soil depth) of Podzols. Given this, the main goal of this research was to quantify and to map the soil organic carbon stock in the region of Rio Negro basin, considering the carbon stored in the first soil meter as well as the carbon stored in deep soil horizons up to 3m. The amount of soil organic carbon stored in soils of Rio Negro basin was evaluated in different map scales, from local surveys, to the scale of the basin. High spatial and spectral resolution remote sensing images were necessary in order to map the soil types of the studied areas and to estimate the soil carbon stock in local and regional scale. Therefore, a multi-sensor analysis was applied with the aim of generating a series of biophysical attributes that can be indirectly related to lateral variation of soil types. The soil organic carbon stock was also estimated for the area of the Brazilian portion of the Rio Negro basin, based on geostatistical analysis (multiple regression kriging), remote sensing images and legacy data. We observed that Podzols store an average carbon stock of 18 kg C m-2 on the first soil meter. Similar amount was observed in adjacent soils (mainly Ferralsols and Acrisols) with an average carbon stock of 15 kg C m-2. However if we take into account a 3 m soil depth, the amount of carbon stored in Podzols is significantly higher with values ranging from 55 kg C m-2 to 82 kg C m-2, which is higher than the one stored in adjacent soils (18 kg C m-2 to 25 kg C m-2). Given this, the amount of carbon stored in deep soil horizons of Podzols should be considered as an important carbon reservoir, face a scenario of global climate change / Os Espodossolos podem ser divididos em zonais e intrazonais de acordo com área onde ocorrem. Os Espodossolos zonais são típicos de áreas boreais e taiga, delimitados por condições climáticas. Já os intrazonais não são condicionados pelo clima. Os Espodossolo intrazonais brasileiros ocupam uma grande extensão da alta bacia amazônica, tendo sua formação atribuída à ocorrência de lençóis freáticos suspensos associados à acumulação de complexos organometálicos em ambientes ácidos redutores. Esses solos tem a capacidade de estocar grandes quantidades de carbono orgânico em horizontes espódicos profundos (Bh), em profundidades que podem variar de 1,5m a 5m. Pesquisas atuais relacionadas ao estoque de carbono em solos amazônicos, não levam em consideração os estoques encontrados no horizonte Bh (abaixo de 1m de profundidade). Sendo assim, o principal objetivo da presente pesquisa foi quantificar e mapear o estoque de carbono nos solos da bacia do Rio Negro, tendo-se em vista aquele estocado no primeiro metro de solo, bem como o carbono armazenado em até 3m de profundidade. A quantidade de carbono orgânico estocado nos solos da bacia do Rio Negro foi estimada em diferentes escalas de mapeamento, desde mapas locais até a escala da bacia do Rio Negro. Imagens de sensoriamento remoto de alta resolução espacial e espectral foram essenciais para viabilizar o mapeamento dos solos nas áreas estudadas e permitir a estimativa do estoque de carbono. Uma análise multisensor foi adotada buscando-se gerar informações biofísicas indiretamente associadas à variação lateral dos tipos de solo. Após o mapeamento do estoque de carbono em escala regional, partiu-se para a estimativa na escala da bacia do Rio Negro, com base em análise geoestatística (krigagem por regressão linear), imagens de sensoriamento remoto e base de dados de domínio público. Após o mapeamento do estoque de carbono na escala da bacia, constatou-se que os Espodossolos têm um estoque médio de 18 kg C m-2, para 1m de profundidade, valor similar ao observado em solos adjacentes (Latossolos e Argissolos) os quais tem um estoque de 15 kg C m-2. Quando são considerados os estoques profundos, até 3m, a quantidade de carbono dos Espodossolos é superior com valores variando de 55 kg C m-2 a 82 kg C m-2. Estoque relativamente maior que aquele observado em solos adjacentes para esta profundidade (18 kg C m-2 a 25 kg C m-2). Portanto, o estoque de carbono profundo dos Espodossolos, não deve ser negligenciado levando-se em conta cenários futuros de mudanças climáticas
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Distribuição dos depósitos de argilas cauliníticas brancas associadas à sistemas pedológicos Latossolo/Espodossolo na região amazônica: análise de imagens orbitais e estudos de campo / White kaolinitic clay deposits distribution associated with the Oxisol/Spodosol pedologic systems in the Amazon region: field studies and satellite images analysisOsvaldo José Ribeiro Pereira 01 September 2011 (has links)
O presente trabalho teve como objetivo geral determinar a distribuição espacial de depósitos de argilas cauliníticas brancas na região de São Gabriel da Cachoeira, estado do Amazonas, por meio de estudos de campo e análise de imagens orbitais. Foram desenvolvidos estudos em duas escalas distintas. Um de detalhe, com coleta de amostras em uma área de 0,3km2 e com pontos de amostragem eqüidistantes de 50m, e outo regional em área de 65km2 com características geoambietais semelhantes àquelas observadas na zona de estudo detalhado. Buscou-se selecionar variáveis pedológicas (textura e cor do solo, concentração de óxidos e oxidróxidos de ferro), topográficas e fitofisionômicas relacionadas às possíveis ocorrências de depósitos de argilas cauliníticas brancas. Para a área de detalhe determinou-se a textura, a cor e a concentração de óxidos e oxidróxidos de ferro para os primeiros 100cm do solo. Os resultados obtidos foram mapeados e posteriormente associados aos dados de relevo, tipo de solo e vegetação local. A partir do estudo em escala local verificou-se que a textura do solo e a concentração de óxidos e oxidróxidos de ferro variam nos primeiros 100 cm de solo, na transição dos Latossolos para os Espodossolos. Foi possível verificar, a partir da espacialização em superfície contínua dos atributos dos solos analisados e das correlações com a vegetação e com a topografia local, que os depósitos de argilas cauliníticas brancas estão limitados aos locais com condições pedológicas específicas, o que permite a identificação indireta através do estudo dos padrões espectrais da vegetação e da morfologia do terreno. Com base em técnicas de sensoriamento remoto e geoprocessamento, efetuo-se o mapeamento regional da vegetação e da geomorfologia e realizou-se a associação destes atributos com os dados estudados em escala local para a determinação de depósitos de argilas cauliníticas brancas em escala regional. Nesta escala, os resultados mostraram que a ocorrência de tais depósitos limita-se a condições geoambientais, intimamente associadas com o regime hídrico e com a topografia da região, que permitem sua formação e provável desaparecimento com a evolução dos processos de hidromorfia, devido à erosão geoquímica e conseqüente aplainamento das colinas residuais. Concluindo, os depósitos de argilas cauliníticas brancas ocorrem em condições geoambientais específicas associadas aos topos de colinas residuais, na transição entre o sistema pedológico Latossolo/Espodossolo associados à fitofisionomias transicionais entre as formações da Floresta Ombrófila Densa e da Campinarana / This study had the mainly objective to determine the spatial distribution of white kaolinitic clay deposits in São Gabriel da Cachoeira region, Amazonas State, in field studies and by satellite images analysis. The study was carried out in two different spatial scales. At field study (detailed area) was sampled 50 points to describe an area of 0.3 km², with equidistant sampling points of 50 m. The extrapolation was made through a regional scale study in an area of 65km², adopting vegetation and soil features similar to those observed in field study scale. The select pedologic variables (soil texture and color, concentration of iron oxides and oxidroxides), topographic and vegetation features related to the possible white kaolinitic clay deposits occurrence were selected for analyses. Through the field study area, it was determined the texture, color and iron oxides and oxidroxides concentration for the first 100 cm of soil depth. The results were spacialized and thereafter correlated to topographic aspect, soil unit and local vegetation. In the field scale study it was showed that soil texture and oxides and oxidroxides concentrations have an expressive variability in the first 100 cm of soil depth, considering the transition between Oxisols and Spodosols. It was observed, through the soil attributes maps and correlation with vegetation and the local topography features, that the white kaolinitic clay deposits are limited to sites with specific soil conditions, which allows indirect identification by studying the spectral patterns of vegetation and terrain morphology. Based on remote sensing and GIS techniques, it was made the regional vegetation and geomorphology maps, and the association of these attributes with the maps made at field scale study showed the determination of white kaolinitic clay deposits on a regional scale. On this scale, the results showed that the occurrence of such deposits is limited to geo-environmental conditions, closely associated with the water system and the topography of the region, allowing their formation and disappearance due to hydromorphic processes and geochemistry erosion, what causes the flattening of residual hills. The white kaolinitic clay deposits occur in specific geo-environmental conditions associated with residual hill tops between the boundary transition of the Oxisol/Spodosol pedologic system associated with transitional vegetation units between the Dense Rain Forest and Campinarana
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Distribuição dos depósitos de argilas cauliníticas brancas associadas à sistemas pedológicos Latossolo/Espodossolo na região amazônica: análise de imagens orbitais e estudos de campo / White kaolinitic clay deposits distribution associated with the Oxisol/Spodosol pedologic systems in the Amazon region: field studies and satellite images analysisPereira, Osvaldo José Ribeiro 01 September 2011 (has links)
O presente trabalho teve como objetivo geral determinar a distribuição espacial de depósitos de argilas cauliníticas brancas na região de São Gabriel da Cachoeira, estado do Amazonas, por meio de estudos de campo e análise de imagens orbitais. Foram desenvolvidos estudos em duas escalas distintas. Um de detalhe, com coleta de amostras em uma área de 0,3km2 e com pontos de amostragem eqüidistantes de 50m, e outo regional em área de 65km2 com características geoambietais semelhantes àquelas observadas na zona de estudo detalhado. Buscou-se selecionar variáveis pedológicas (textura e cor do solo, concentração de óxidos e oxidróxidos de ferro), topográficas e fitofisionômicas relacionadas às possíveis ocorrências de depósitos de argilas cauliníticas brancas. Para a área de detalhe determinou-se a textura, a cor e a concentração de óxidos e oxidróxidos de ferro para os primeiros 100cm do solo. Os resultados obtidos foram mapeados e posteriormente associados aos dados de relevo, tipo de solo e vegetação local. A partir do estudo em escala local verificou-se que a textura do solo e a concentração de óxidos e oxidróxidos de ferro variam nos primeiros 100 cm de solo, na transição dos Latossolos para os Espodossolos. Foi possível verificar, a partir da espacialização em superfície contínua dos atributos dos solos analisados e das correlações com a vegetação e com a topografia local, que os depósitos de argilas cauliníticas brancas estão limitados aos locais com condições pedológicas específicas, o que permite a identificação indireta através do estudo dos padrões espectrais da vegetação e da morfologia do terreno. Com base em técnicas de sensoriamento remoto e geoprocessamento, efetuo-se o mapeamento regional da vegetação e da geomorfologia e realizou-se a associação destes atributos com os dados estudados em escala local para a determinação de depósitos de argilas cauliníticas brancas em escala regional. Nesta escala, os resultados mostraram que a ocorrência de tais depósitos limita-se a condições geoambientais, intimamente associadas com o regime hídrico e com a topografia da região, que permitem sua formação e provável desaparecimento com a evolução dos processos de hidromorfia, devido à erosão geoquímica e conseqüente aplainamento das colinas residuais. Concluindo, os depósitos de argilas cauliníticas brancas ocorrem em condições geoambientais específicas associadas aos topos de colinas residuais, na transição entre o sistema pedológico Latossolo/Espodossolo associados à fitofisionomias transicionais entre as formações da Floresta Ombrófila Densa e da Campinarana / This study had the mainly objective to determine the spatial distribution of white kaolinitic clay deposits in São Gabriel da Cachoeira region, Amazonas State, in field studies and by satellite images analysis. The study was carried out in two different spatial scales. At field study (detailed area) was sampled 50 points to describe an area of 0.3 km², with equidistant sampling points of 50 m. The extrapolation was made through a regional scale study in an area of 65km², adopting vegetation and soil features similar to those observed in field study scale. The select pedologic variables (soil texture and color, concentration of iron oxides and oxidroxides), topographic and vegetation features related to the possible white kaolinitic clay deposits occurrence were selected for analyses. Through the field study area, it was determined the texture, color and iron oxides and oxidroxides concentration for the first 100 cm of soil depth. The results were spacialized and thereafter correlated to topographic aspect, soil unit and local vegetation. In the field scale study it was showed that soil texture and oxides and oxidroxides concentrations have an expressive variability in the first 100 cm of soil depth, considering the transition between Oxisols and Spodosols. It was observed, through the soil attributes maps and correlation with vegetation and the local topography features, that the white kaolinitic clay deposits are limited to sites with specific soil conditions, which allows indirect identification by studying the spectral patterns of vegetation and terrain morphology. Based on remote sensing and GIS techniques, it was made the regional vegetation and geomorphology maps, and the association of these attributes with the maps made at field scale study showed the determination of white kaolinitic clay deposits on a regional scale. On this scale, the results showed that the occurrence of such deposits is limited to geo-environmental conditions, closely associated with the water system and the topography of the region, allowing their formation and disappearance due to hydromorphic processes and geochemistry erosion, what causes the flattening of residual hills. The white kaolinitic clay deposits occur in specific geo-environmental conditions associated with residual hill tops between the boundary transition of the Oxisol/Spodosol pedologic system associated with transitional vegetation units between the Dense Rain Forest and Campinarana
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Caracterização do carbono associado a horizontes espódicos profundos de solos da floresta amazônica, visando sua estabilidade / Characterization of carbon associated with deep podzolic horizons of soils from Amazon Forest, aiming their stabilityPaula, Bruno Santos de 16 July 2015 (has links)
Este projeto nasceu inserido num contexto de crescentes pesquisas em direção à construção de um cabedal de conhecimento acerca das ciências ambientais que tratam e estudam a dinâmica dos reservatórios de carbono e suas contribuições para o Efeito Estufa. Extrapolações de novos mapas digitalizados de solos sugerem que os espodossolos hidromórficos da Amazônia podem estar com uma contagem de carbono subestimada em até 12,3 Pg de C e trabalhos anteriores mostram que o carbono imobilizado neste perfil pode sofrer mineralização devido ao corte na rede de drenagem ou rebaixamento do nível freático, podendo assim contribuir em grande parte para o aumento de emissão dos Gases do Efeito Estufa. Nesta circunstância, coube a este trabalho, caracterizar espectroscopicamente, a matéria orgânica estocada em profundidade em 9 perfis de solo da região de São Gabriel da Cachoeira - AM, na floresta amazônica. Foram analisadas 127 amostras em quantidade de carbono e por fluorescência induzida por laser (FIL). A partir destas análises preliminares, foi possível selecionar 12 amostras de 2 perfis para análise mais detalhada através da extração das substâncias húmicas. Foram realizadas análises para obtenção da textura destes perfis, análise dos ácidos húmicos como relação C/N, espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), RMN de 13C no estado sólido, fluorescências bidimensional e tridimensional com aplicação do método estatístico análise dos fatores paralelos (PARAFAC) e também análise dos ácidos fúlvicos como carbono orgânico total (TOC), espectroscopia na região do ultra-violeta e visível e fluorescência 3D associada ao PARAFAC. Em geral, as amostras se dividiram em 3 grupos diferentes, onde a matéria orgânica em superfície se mostrou lábil e recente, a matéria orgânica nos horizontes B húmicos se mostraram com características recalcitrantes e a matéria orgânica contida nos horizontes onde existia água livre (lençol freático), se mostraram com características diferentes, indicando não serem tão jovens quanto as em superfície, porém mais jovens do que a armazenada no Bh, devido a uma possível migração por movimentos laterais do lençol freático. A correlação entre os resultados mostrou que a textura do solo é importante para o acúmulo da matéria orgânica e conseqüentemente sua humificação. Os resultados de fluorescência corroboraram a interpretação dos dados de RMN, FTIR e textura, apontando que o Perfil 4 (mais próximo ao rio) por ter C2 maior nos horizontes intermediários, contém maior quantidade de exsudatos microbianos frescos. Para o Perfil 5, que é uma mancha de Espodossolo dentro de um Latossolo e encontra-se mais longe do rio, os fluoróforos mais representativos são oriundos de anéis aromáticos mais antigos e conseqüentemente mais humificados, devido às maiores intensidades de C1 e C3. Vale ressaltar que esta interpretação se alinha com os resultados de datação do 14C desta região. Foi notório que a humificação ocorre a partir do começo do horizonte Bh e que seu acúmulo pode ocorrer tanto nos horizontes intermediários (Bh) quanto mais os profundos (úmidos). Dessa forma, pode-se concluir que uma drenagem excessiva das bordas dos rios nesta região que acumula carbono em profundidade, poderá expor a MO guardada e estocada a longo tempo, contribuindo para o aumento da temperatura global e por conseguinte catalisando um desequilíbrio no clima da sua maior reguladora no mundo: a Floresta Amazônica. / This project was born inserted in a context of increasing research towards building knowledge about environmental science that treat and study the dynamics of carbon reservoirs and their contribution to the greenhouse. Extrapolation of new digital soil maps suggests that Amazonian hydromorphic Spodosols may be with a carbon accounting underestimated by up to 12.3 Pg of C and previous work show that the carbon fixed in this profile may suffer mineralization due to the cut in the drainage network or lowering of the water level and can contribute largely to the increased emission of greenhouse gas. In this circumstance, it was instructed to this work, the spectroscopic characterization, of the stored organic matter in depth at 9 soil profiles of São Gabriel da Cachoeira - AM, in the Amazon rainforest. 127 samples were analyzed for amount of carbon and laser-induced fluorescence (LIF). From these preliminary analyzes, it was possible to select 12 samples of 2 profiles for humic substances extraction and further detailed analysis. Analyzes were conducted to obtain the texture of these profiles, analysis of humic acids as C/N ratio, Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR), solid state 13C NMR, two and three dimensional fluorescence with applying of the Parallel factors analysis (PARAFAC) statistical method and also fulvic acid analysis as Total Organic Carbon (TOC), ultra-violet and visible region spectroscopy and 3D fluorescence associated with PARAFAC. In general, the samples were divided into 3 different groups, wherein the surface organic matter evinced labile and recent. The B humic horizons organic matter proved recalcitrant characteristics and organic matter contained in horizons which had free water (groundwater), showed different characteristic, indicating they are not so young as the surface, but younger than stored in Bh, because of possible migration by lateral movements of the water table. The correlation between the results showed that soil texture is important for the accumulation of organic matter and therefore its humification. The fluorescence results confirmed the interpretation of the NMR, FTIR and texture datas, indicating that the profile 4 (closest to the river), presenting major C2 in intermediate horizons, contains larger amount of fresh microbial exudates. To profile 5, which is a Spodosol spot within a Ferrasol and is thither from the river, the most representative fluorophores came from older aromatic rings and therefore is more humified, due to higher intensities C1 and C3. It is noteworthy that this interpretation is in accord with the results of 14C dating of samples from this region. It was clear that the humification occurs from the beginning of the Bh horizon and their accumulation can occur both in the intermediate horizons (Bh) and in deeper (wet). Thus, it can be concluded that excessive drainage of the edges of rivers in this region that collects carbon in depth, may expose the OM stored for long time, contributing to increase the overall temperature and therefore catalyzing an imbalance in the climate of the biggest regulatory of it in the world: the Amazon rainforest.
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Caracterização do carbono associado a horizontes espódicos profundos de solos da floresta amazônica, visando sua estabilidade / Characterization of carbon associated with deep podzolic horizons of soils from Amazon Forest, aiming their stabilityBruno Santos de Paula 16 July 2015 (has links)
Este projeto nasceu inserido num contexto de crescentes pesquisas em direção à construção de um cabedal de conhecimento acerca das ciências ambientais que tratam e estudam a dinâmica dos reservatórios de carbono e suas contribuições para o Efeito Estufa. Extrapolações de novos mapas digitalizados de solos sugerem que os espodossolos hidromórficos da Amazônia podem estar com uma contagem de carbono subestimada em até 12,3 Pg de C e trabalhos anteriores mostram que o carbono imobilizado neste perfil pode sofrer mineralização devido ao corte na rede de drenagem ou rebaixamento do nível freático, podendo assim contribuir em grande parte para o aumento de emissão dos Gases do Efeito Estufa. Nesta circunstância, coube a este trabalho, caracterizar espectroscopicamente, a matéria orgânica estocada em profundidade em 9 perfis de solo da região de São Gabriel da Cachoeira - AM, na floresta amazônica. Foram analisadas 127 amostras em quantidade de carbono e por fluorescência induzida por laser (FIL). A partir destas análises preliminares, foi possível selecionar 12 amostras de 2 perfis para análise mais detalhada através da extração das substâncias húmicas. Foram realizadas análises para obtenção da textura destes perfis, análise dos ácidos húmicos como relação C/N, espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), RMN de 13C no estado sólido, fluorescências bidimensional e tridimensional com aplicação do método estatístico análise dos fatores paralelos (PARAFAC) e também análise dos ácidos fúlvicos como carbono orgânico total (TOC), espectroscopia na região do ultra-violeta e visível e fluorescência 3D associada ao PARAFAC. Em geral, as amostras se dividiram em 3 grupos diferentes, onde a matéria orgânica em superfície se mostrou lábil e recente, a matéria orgânica nos horizontes B húmicos se mostraram com características recalcitrantes e a matéria orgânica contida nos horizontes onde existia água livre (lençol freático), se mostraram com características diferentes, indicando não serem tão jovens quanto as em superfície, porém mais jovens do que a armazenada no Bh, devido a uma possível migração por movimentos laterais do lençol freático. A correlação entre os resultados mostrou que a textura do solo é importante para o acúmulo da matéria orgânica e conseqüentemente sua humificação. Os resultados de fluorescência corroboraram a interpretação dos dados de RMN, FTIR e textura, apontando que o Perfil 4 (mais próximo ao rio) por ter C2 maior nos horizontes intermediários, contém maior quantidade de exsudatos microbianos frescos. Para o Perfil 5, que é uma mancha de Espodossolo dentro de um Latossolo e encontra-se mais longe do rio, os fluoróforos mais representativos são oriundos de anéis aromáticos mais antigos e conseqüentemente mais humificados, devido às maiores intensidades de C1 e C3. Vale ressaltar que esta interpretação se alinha com os resultados de datação do 14C desta região. Foi notório que a humificação ocorre a partir do começo do horizonte Bh e que seu acúmulo pode ocorrer tanto nos horizontes intermediários (Bh) quanto mais os profundos (úmidos). Dessa forma, pode-se concluir que uma drenagem excessiva das bordas dos rios nesta região que acumula carbono em profundidade, poderá expor a MO guardada e estocada a longo tempo, contribuindo para o aumento da temperatura global e por conseguinte catalisando um desequilíbrio no clima da sua maior reguladora no mundo: a Floresta Amazônica. / This project was born inserted in a context of increasing research towards building knowledge about environmental science that treat and study the dynamics of carbon reservoirs and their contribution to the greenhouse. Extrapolation of new digital soil maps suggests that Amazonian hydromorphic Spodosols may be with a carbon accounting underestimated by up to 12.3 Pg of C and previous work show that the carbon fixed in this profile may suffer mineralization due to the cut in the drainage network or lowering of the water level and can contribute largely to the increased emission of greenhouse gas. In this circumstance, it was instructed to this work, the spectroscopic characterization, of the stored organic matter in depth at 9 soil profiles of São Gabriel da Cachoeira - AM, in the Amazon rainforest. 127 samples were analyzed for amount of carbon and laser-induced fluorescence (LIF). From these preliminary analyzes, it was possible to select 12 samples of 2 profiles for humic substances extraction and further detailed analysis. Analyzes were conducted to obtain the texture of these profiles, analysis of humic acids as C/N ratio, Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR), solid state 13C NMR, two and three dimensional fluorescence with applying of the Parallel factors analysis (PARAFAC) statistical method and also fulvic acid analysis as Total Organic Carbon (TOC), ultra-violet and visible region spectroscopy and 3D fluorescence associated with PARAFAC. In general, the samples were divided into 3 different groups, wherein the surface organic matter evinced labile and recent. The B humic horizons organic matter proved recalcitrant characteristics and organic matter contained in horizons which had free water (groundwater), showed different characteristic, indicating they are not so young as the surface, but younger than stored in Bh, because of possible migration by lateral movements of the water table. The correlation between the results showed that soil texture is important for the accumulation of organic matter and therefore its humification. The fluorescence results confirmed the interpretation of the NMR, FTIR and texture datas, indicating that the profile 4 (closest to the river), presenting major C2 in intermediate horizons, contains larger amount of fresh microbial exudates. To profile 5, which is a Spodosol spot within a Ferrasol and is thither from the river, the most representative fluorophores came from older aromatic rings and therefore is more humified, due to higher intensities C1 and C3. It is noteworthy that this interpretation is in accord with the results of 14C dating of samples from this region. It was clear that the humification occurs from the beginning of the Bh horizon and their accumulation can occur both in the intermediate horizons (Bh) and in deeper (wet). Thus, it can be concluded that excessive drainage of the edges of rivers in this region that collects carbon in depth, may expose the OM stored for long time, contributing to increase the overall temperature and therefore catalyzing an imbalance in the climate of the biggest regulatory of it in the world: the Amazon rainforest.
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